Relacion carga masa

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RELACIÒN CARGA/MASA

Laboratorio de Electromagnetismo

Elaborado por:


Presentado a:
Ing. Jesús Duran

Universidad de Pamplona
Sede Villa del Rosario
Junio 8/2010

RELACION CARGA/MASA

OBJETIVOS
I. Determinar la relación carga/masa de la partícula, cuando ésta se mueve en presencia de un campo magnético cuyo vector inducción magnética B es perpendicular a la velocidad de lapartícula. 

II. Observar de forma cualitativa y cuantitativa el movimiento de los electrones bajo la acción de campos magnéticos.

III. Medir la razón carga-masa (e/m) de un electrón.

IV. Demostrar el efecto de un campo eléctrico en un rayo de electrones.

V. Verificar el signo de la carga de los electrones.

MARCO TEÓRICO
Thomson sometió a los electrones a la acción decampos eléctricos y magnéticos. Entonces observó que experimentaban una desviación paralela al campo eléctrico aplicado (lejos del electrodo negativo) y perpendicular al campo magnético aplicado.
Pudo así medir cuánto se desviaban de su trayectoria original, lo que le permitió medir la relación carga/masa. Esa relación medida por Thomson para el electrón tiene un valor de 1,76.1011.
Tubo de RayosCatódicos

El tubo de rayos catódicos (TRC o CRT) es una válvula o tubo electrónico en el que un haz de electrones se enfoca sobre un área pequeña de una superficie emisora de luz que constituye la pantalla y cuya intensidad y posición sobre ella pueden variarse. Originalmente se conoció como “tubo de Braun”. El tubo de rayos catódicos tiene su origen en el “tubo de Crookes”, una formaprimitiva de de un tubo de descarga de baja presión, cuyo cátodo era un disco plano de aluminio en un extremo del tubo y el ánodo un alambre en uno de los lados del tubo, fuera de la zona del haz electrónico. El tubo se utilizó para estudiar los rayos catódicos.

Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos condos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fosforescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en lacapa fosforescente. Esto significa que la causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fosforescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia.

Bobinas de Helmholtz
La geometría de las bobinas de Helmholtz, donde el radio de las bobinas es igual a su separación, provee de un campo magnéticouniforme. El campo magnético creado por las bobinas es proporcional a las vueltas de alambres de las bobinas por 7,8 x 10-4 tesla/amperes.
FUNDAMENTO TEÓRICO
Cuando una carga puntual q se mueve con velocidad v en el interior de un campo magnético B, ésta experimenta una fuerza (fuerza de Lorentz). Perpendicular al plano que contiene a v y a B que tiene por módulo F = q v B sen ϕ según laexpresión:
F = q (v x B ) (1)
Donde ϕ es el ángulo formado por los vectores v y B. Esta fuerza imprime a la partícula un movimiento de rotación que, en el caso en el que sen ϕ = 1, es una circunferencia de radio r. Entonces se verifica que:
m v2 / r = q v B (2)
De dónde se deduce
q / m = v / r B (3)
Esta última expresión permite hallar el cocientecarga/masa de una partícula midiendo el radio de la trayectoria descrita por ésta cuando entra en un campo magnético B con velocidad v perpendicular al mismo.

EXPERIMENTO DE MILLIKAN



Millikan empezó sus experimentos sobre la carga electrónica "e" en 1906. Su aparato está ilustrado por el simple esquema de la figura. Diminutas gotas de aceite procedentes de un pulverizador son rociadas...
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